Kā izveidot iesmidzināšanas veidņu izgrūšanas sistēmu?

Izgrūšanai bieži tiek pievērsta mazāka inženiertehniskā uzmanība nekā stingrības, dzesēšanas un atdalīšanas līnijas lēmumiem sākotnējā veidņu projektēšanas fāzē. Tas tiek uzskatīts par detaļu, kas jāatrisina pēc galvenās dobuma ģeometrijas noteikšanas, nevis kā primārais dizaina apsvērums.

Šī pasūtīšana ir kļūda. Izmešanas sistēma tieši nosaka:

Vietās, kur uz daļas virsmas parādās liecinieku zīmes, kas ietekmē kosmētikas pieņemšanu

Cik liels spēks tiek pielikts un kur, kas nosaka, vai plānās sekcijas deformējas vai plaisā

Cik uzticama daļa tiek atbrīvota, kas ietekmē ražošanas darbības laiku un lūžņu daudzumu

vai veidne var darboties mērķa cikla laikā, jo izmešanas gājiens un atiestatīšanas laiks ir daļa no kopējā cikla

Slikti izstrādāta izmešanas sistēma var likt fundamentāli stabilai veidnes konstrukcijai radīt nemainīgi bojātas detaļas. Labā ziņa ir tā, ka principi ir labi-noteikti un lēmumi ir pārvaldāmi, ja tie tiek pieņemti pareizajā secībā.

Ežektora tapas - Standarta izvēle

Apaļie ežektora tapas ir visizplatītākā izgrūšanas metode. Tās ir vienkārši apstrādājamas, viegli nomaināmas, un veidņu ražotāji visā pasaulē tos labi saprot-. Svarīgākie dizaina lēmumi:

Izvietojums: tapas jānovieto uz virsmām, kas nav{0}}kosmētiskas, strukturāli stabilās daļas daļās (ribās, izciļņos, līdzenās vietās) un jāsadala tā, lai izmešanas spēks tiktu pielietots pēc iespējas vienmērīgāk visā daļas nospiedumā. Izmešanas spēka koncentrēšana uz nelielu skaitu tapu rada lokālu spriegumu, kas var deformēt plānas sekcijas.

Diametrs: Lielāka diametra tapas sadala spēku lielākā laukumā un, visticamāk, neatstās redzamas pēdas. Minimālais praktiskā tapas diametrs parasti ir 2–3 mm; tapas zem šī izmēra ir trauslas un var salūzt. Ja kosmētisku ierobežojumu dēļ ir vajadzīgas mazas tapas, izmantojiet lielāko diametru, ko pieļauj ģeometrija.

Skaitlis: vairāk tapu parasti nozīmē labāku spēka sadalījumu. Izplatīta kļūda ir norādīt minimālo tapu skaitu, lai izvairītos no papildu izmaksām, pēc tam atklājot, ka samazināts spēka sadalījums izraisa daļas kropļojumus. Par Peles apvalka injekcijas veidne lietojumos, kur virsmas kvalitāte ir kritiska, izmešanas izkārtojumā jāizmanto tik daudz tapu, cik ģeometrija pieļauj.

Noņemšanas plāksnes - detaļām, kuras nevar izturēt spraudītes

Noņemšanas plāksne aizvieto atsevišķas ežektora tapas ar plāksni, kas saskaras ar pilnu perimetru vai lielu daļas laukumu. Kad plāksne virzās uz priekšu, tā vienmērīgi nospiež daļu no serdes bez punktveida kontakta, ko rada tapas.

Noņemšanas plāksnes ir vēlamā izmešanas metode:

Plānās -sienu korpusi un korpusa daļas, kur kontakts ar tapām radītu liecinieku zīmes

Daļas ar lielām atvērtām virsmām, kas izkropļotos punkta izmešanas spēka ietekmē

Caurspīdīgas daļas, kur ir redzama jebkura virsmas zīme

Kompromiss-: noņemšanas plāksnes padara veidni mehānisku sarežģītību un prasa atdalīšanas līnijas konfigurāciju, kurā plāksne var darboties, netraucējot citām veidnes sastāvdaļām.

Asmeņu izgrūdēji - ribām, spurām un šauriem elementiem

Lāpstiņas izgrūdēji ir plakanas, taisnstūrveida ežektora tapas, ko izmanto gadījumos, kad apaļa tapa būtu pārāk plata vai nepaliktu garām funkcijai, kurai nepieciešama izgrūšana. Tie ir standarta, lai izstumtu dziļas ribas, plānas spuras un šauru izvirzījumu, kas citādi satvertu serdi un izturētu izmešanu.

Zobu zobiem uz aMotora zobratu iesmidzināšanas veidne, lāpstiņu izgrūdēji vai gredzenveida izgrūdējs (uzmava, kas saskaras ar zobrata zoba ārējo diametru) bieži ir labāka par standarta apaļajām tapām, kas novietotas zobrata lentē, jo tie nodrošina tiešāku izgrūšanas spēku pielietošanu objektiem ar vislielāko saķeres laukumu.

Gaisa izmešana - seklām daļām ar lielu virsmas laukumu

Saspiests gaiss, kas tiek ievadīts caur mazām atverēm dobumā vai serdeņos, rada spiediena starpību, kas palīdz salauzt vakuuma blīvējumu starp daļu un veidnes virsmu. Gaisa izsūknēšana ir visnoderīgākā seklās, -virsmas-lielās daļās (vākiem, paplātēm, plakaniem paneļiem), kur sūkšana ir galvenā pretestība pret izsviešanu, nevis saķere ar saraušanos.

Gaisa izmešana reti ir pietiekama kā vienīgais izmešanas mehānisms, taču tas labi darbojas kopā ar tapām vai noņēmēja plāksni - gaiss pārtrauc iesūkšanu, kamēr mehāniskie elementi pieliek izspiešanas spēku.

Kombinētās sistēmas - Sarežģītām daļām

Lielākajai daļai detaļu ar jebkādu ģeometrisku sarežģītību tiek izmantotas izmešanas metožu kombinācijas: standarta apaļas tapas galvenajās korpusa daļās, asmeņu izgrūdēji pie ribām vai spurām, iespējams, uzmavas izgrūdējs ap centrālo izciļņu un gaisa izgrūšana lielos līdzenos apgabalos. Lai izstrādātu kombināciju, ir jākartē satvēriena apgabali visā daļas ģeometrijā un jāizvēlas vispiemērotākais mehānisms katram reģionam.

Pele Selle injekcijas veidne

Noteicošais izaicinājums peles apvalka iesmidzināšanas veidņu izgrūšanas dizainā ir tāds, ka ārējā virsma - A-virsma, kurai lietotājs pieskaras -, nevar parādīt nekādas liecinieku zīmes no izgrūšanas tapām. Iekšējai virsmai ir lielāka tolerance pret zīmēm, taču pat tur pārāk izteiktas zīmes var traucēt iekšējo komponentu montāžu.

Vēlamā pieeja peļu korpusiem un līdzīgiem plaša patēriņa elektronikas korpusiem ir:

Nosakiet visas ārējā apvalka kosmētiskās virsmas un izslēdziet jebkādu ežektora kontaktu no šiem reģioniem

Novietojiet ežektora tapas iekšējos ribu krustpunktos -, kur ribu struktūra nodrošina atbalstu pret deformāciju izgrūšanas slodzes laikā

Izmantojiet noņemšanas gredzenu ap perimetru, ja apvalkam ir noteikta apakšējā mala, kas ļauj izstumt perimetru bez iekšējās -virsmas tapas kontakta

Dāsni izmēriet tapas atļautajās vietās, lai samazinātu kontakta spiedienu un samazinātu atzīmes dziļumu

Starptautiskajā plastmasas tehnoloģiju žurnālā (2020) publicētajā gadījuma izpētē tika atklāts, ka ežektora tapu pārdalīšana no 6 lielām tapām uz 14 mazākām tapām līdzīgā plaša patēriņa elektronikas korpusā samazina izmešanas zīmes dziļumu par 62% un novērš izmēru kropļojumus izgrūšanas laikā - bez papildu veidņu izmaksām.

Motora zobratu iesmidzināšanas veidne

Precīzu zobratu izgrūšana, neizkropļojot zobu ģeometriju, ir viens no sarežģītākajiem izgrūšanas izaicinājumiem standarta veidņu konstrukcijā. Galvenie apsvērumi:

Pielietojiet izgrūšanas spēku zobrata stienim vai rumbai, nevis zobrata zobiem. Zobu saskare izgrūšanas laikā var radīt paliekošu deformāciju zoba profilā, tādējādi apdraudot sieta kvalitāti.

Izmantojiet uzmavu vai gredzenveida izgrūdēju ap zobrata OD, vienmērīgi saskaroties ar zobrata priekšpusi, nevis vēršot{0}}novietojot kādu konkrētu elementu.

Samaziniet detaļu atbrīvošanai nepieciešamo izmešanas gājienu. Zobiem ar dziļiem zobiem var būt nepieciešami garāki gājieni, bet pārmērīgs gājiens, saskaroties ar zobu virsmām, rada vairāk iespēju profila kropļošanai.

Pirms izmešanas pārliecinieties, vai veidnes temperatūra ir nemainīga. Motora zobrats, kas izstumts, kamēr rumba joprojām ir ievērojami karstāka par zobiem, ir pakļauts daudz lielākam rumbas deformācijas riskam izstumšanas laikā.

Rotaļu auto plastmasas iesmidzināšanas veidne

In Rotaļu auto plastmasas iesmidzināšanas veidnedizainiem, prioritāte tiek pievērsta izmešanas uzticamībai un cikla laika efektivitātei, nevis kosmētiskai pilnībai uz katras virsmas. Rotaļlietu automašīnu virsbūves un šasijas sastāvdaļas parasti tiek izstumtas ar lielu cikla ātrumu, un izmešanas sistēmai ir jābūt pietiekami izturīgai, lai tā darbotos uzticami miljoniem kadru bez intensīvas apkopes{1}}nodiluma.

Galvenie apsvērumi ietver:

Izmantojiet rūdītas ežektora tapas (H13 vai līdzvērtīgs instrumentu tērauds, HRC 48–52), nevis standarta mīksta tērauda tapas, kas ātri nodilst pie augsta cikla ātruma.

Dizains vieglai tapas nomaiņai - tapas galu galā nolietosies vai salūzīs, un izkārtojumam ir jānodrošina piekļuve atsevišķai tapai bez lielas izjaukšanas

Līdzsvara izmešanai pāri daļai - rotaļu automašīnu virsbūvei bieži ir asimetriska ģeometrija (viena puse ar riteņu atverēm, otra puse ir salīdzinoši plakana), un izmešanas izkārtojumam šī asimetrija ir jākompensē ar tapas novietojumu, kas joprojām nodrošina līdzsvarotu spēka sadalījumu.

Iegrimes leņķis - nelielais konusiņš, kas tiek uzklāts uz vertikālajām sienām, lai tās izgrūšanas laikā atdalītos no veidnes serdes un dobuma -, ir tikpat svarīgs kā pats izgrūšanas sistēmas dizains. Nepietiekama iegrime ir viens no biežākajiem detaļu iestrēgšanas veidnē cēloņiem, un to nevar pilnībā kompensēt, pievienojot lielāku izmešanas spēku.

Standarta iegrimes leņķa vadlīnijas:

Šīs ir minimālās vērtības - vairāk iegrime vienmēr ir labāka no izmešanas viedokļa, ņemot vērā detaļas funkcionālās ģeometrijas ierobežojumus. Teksturētām virsmām ir nepieciešams ievērojami vairāk iegrimes nekā gludām, jo ​​tekstūra fiziski saskaras ar veidnes virsmu. Detaļas, kurām šķiet, ka tām ir atbilstoša iegrime uz gludiem prototipiem, bieži pielīp, kad tiek izmantota ražošanas tekstūra - izplatīta problēma, no kuras var izvairīties.

ParPeles apvalka injekcijas veidnedizainiem ar smalku virsmas faktūru, iegrimes leņķis uz teksturētām virsmām ir jāapstiprina pirms tekstūras uzklāšanas uz veidnes. Lai mainītu iegrimes leņķi pēc teksturēšanas, ir nepieciešams atkārtoti-apstrādāt tēraudu un atkārtoti-uzklāt tekstūru -, veicot dārgu pārstrādi.

Detaļas izgrūšanai nepieciešamais spēks galvenokārt ir atkarīgs no:

Projicētais laukums visām virsmām, kas saskaras ar veidnes serdi un dobuma sienām

Berzes koeficients starp detaļas materiālu un veidnes virsmu

Veidnes temperatūra izmešanas brīdī

Vienkāršota aprēķinu formula, ko plaši izmanto rūpniecībā:

Izgrūšanas spēks (N)=Prognozētais kontakta laukums (cm²) × saraušanās saķeres spiediens (MPa) × Berzes koeficients

Satvēriena spiediens atšķiras atkarībā no materiāla: aptuveni 5–15 MPa PP, 10–20 MPa ABS, 15–25 MPa POM un 20–35 MPa personālajam datoram. Berzes koeficienti ir atkarīgi no virsmas apdares un veidņu pārklājuma.

Šī aprēķina praktiskā izmantošana ir nevis precīza skaitļa iegūšana, bet gan, lai saprastu, kā izgrūšanas spēks tiek mērogots ar ģeometriju -, un lai nodrošinātu, ka kopējais izgrūšanas spēks tiek sadalīts pietiekami daudz kontakta laukuma, lai paliktu zem vietējā spiediena, kas deformētu daļu.

Ja aprēķinātais izgrūšanas spēks, kas dalīts ar ežektora tapu skaitu, rada kontaktspiedienu, kas pārsniedz materiāla tecēšanas spriegumu izgrūšanas temperatūrā (parasti 30–60% no istabas temperatūras tecēšanas sprieguma), ir nepieciešams vairāk tapu vai lielāks kontakta laukums.

Pētījums iekšāPolimēru inženierija un zinātne(2021) atklāja, ka nepareizs izgrūšanas spēka sadalījums izraisīja aptuveni 22% izmēru noraidīšanas plānu -patērētāju elektronikas korpusu ražošanā -, kas ir ievērojama daļa, kas pilnībā attiecināma uz izmešanas sistēmas konstrukciju, nevis materiāliem vai procesa mainīgajiem.

PētījumiStarptautiskais plastmasas tehnoloģiju žurnāls(2020) dokumentēja, ka izmešanas kontakta pārdalīšana no koncentrētiem tapu blokiem uz sadalītajiem noņēmēja perimetriem samazināja ar izmešanu saistītās daļas deformāciju par 58% plānās -sienu apvalka daļās.

Publicēts darbs pie iegrimes leņķa efektiem (Iesmidzināšanas formēšanas tehnoloģiju žurnāls, 2019) apstiprināja, ka daļām, kuru iegrimes leņķi bija zemāki par minimālo ieteicamo to tekstūras līmenim, bija 4–7 reizes lielākas pielipšanas un vilkšanas pēdas nekā daļām ar atbilstošu iegrimi - neatkarīgi no citiem veidnes konstrukcijas parametriem.

Kāds plaša patēriņa elektronikas ražotājs Dienvidaustrumāzijā ražoja bezvadu peles korpusu no ABS. Vienkāršības labad veidne tika izstrādāta ar sešām ežektora tapām uz korpusa iekšējās virsmas. Ražošanas kvalifikācijas laikā atklājās divas pastāvīgas problēmas:

Pirmkārt, sešas ežektora tapas radīja redzamas bedrītes uz iekšējās virsmas, kas traucēja PCB montāžas kronšteina pareizai novietošanai - kronšteins bija jāpiespiež pāri atzīmēm, radot montāžas procesa problēmas. Otrkārt, viens korpusa stūris bija konsekventi nedaudz izliekts - izmešanas spēka nevienmērīga sadalījuma rezultātā, un tuvākā tapa bija 45 mm attālumā no stūra apgabala.

Sunhingstones sadarbībā ar veidņu veidotāju pārveidoja izgrūšanas sistēmu: sešas lielās tapas tika aizstātas ar divpadsmit mazākām tapām, kas vienmērīgāk sadalītas pa iekšējo ribu struktūru, un korpusa apakšējā perimetrā tika pievienots daļējs noņemšanas gredzens. Stūra zonā, kurā iepriekš nebija izmešanas atbalsta, tika ievietotas divas papildu tapas, kas novietotas ribu krustojumā.

Rezultāti pēc izmešanas sistēmas modifikācijas:

Iedobumu dziļums uz iekšējās virsmas ir samazināts no 0,15 mm līdz 0,03 mm - zem montāžas klīrensa sliekšņa, novēršot kronšteina novietojuma problēmu

Stūra deformācija likvidēja - iepriekš ietekmēto stūri, kas tagad mērīts 0,05 mm robežās no nominālās 500 daļām, kas izmērītas kvalifikācijā

Ražošanas noraidīšanas līmenis kosmētikas un izmēru dēļ samazinājās no 3,8% līdz 0,6%

Pelējuma modifikācijas izmaksas tika atgūtas sešu nedēļu laikā pēc ražošanas, pamatojoties tikai uz samazinātu lūžņu daudzumu un pārstrādi.

Izgrūšanas sistēmas projektēšanas lēmumi ir pārvaldāmi projektēšanas stadijā un dārgi mainīt pēc veidnes uzbūvēšanas. Kosmētisko ierobežojumu identificēšana, satvēriena spēku kartēšana, pareizā mehānisma izvēle katram reģionam un atbilstošas ​​iegrimes apstiprināšana pirms teksturēšanas - šīs darbības, kas ir veiktas pareizi sākumā, novērš lūžņu, pārstrādes un veidņu modifikācijas izmaksas, kas rodas, novēršot izgrūšanas problēmas ražošanā.

Uzņēmumā Sunhingstones mēs uzskatām, ka izmešanas dizains ir galvenais veidņu inženierijas apsvērums no pirmās konstrukcijas pārskatīšanas -, nevis detaļa, kas jāatrisina pēc dobuma ģeometrijas pabeigšanas. Neatkarīgi no tā, vai tiek izmantota precīza peles apvalka iesmidzināšanas veidne, zobrata komponentu veidne vai liela -apjoma rotaļlietu komponenti, mēs sistemātiski izstrādājam izmešanas izkārtojumu, pirms dizains tiek nodots apstrādei.

Sazinieties tagad

Rosato, DV un Rosato, MG Injection Molding Handbook, 3. izdevums. Springer, 2000. [Pamata atsauce izmešanas sistēmas projektēšanas principiem]

Menges, G. et al. Kā izgatavot iesmidzināšanas veidnes, 3. izdevums. Hansers, 2001.

Chen, WC et al. "Izmešanas spēka novērtējums un optimizācija plastmasas iesmidzināšanas formām." Polymer Engineering and Science, . 61. sēj., 4. izdevums, 2021. gads.

Lin, CY un Cheng, CH "Ežektora tapas izkārtojuma ietekme uz izmēru precizitāti plānās -sienu iesmidzināšanas veidnēs." International Journal of Plastic Technology, sējums. 24, 2. izdevums, 2020. gads.

Brydson, JA Plastics Materials, 7. izdevums. Butterworth-Heinemann, 1999. [Materiāla īpašības izmešanas spēka novērtēšanai]

Kurpnieks, J. Moldflow dizaina rokasgrāmata. Hansers, 2006.

Pouzada, AS et al. "Iegrimes leņķa ietekme uz izmešanas spēkiem un detaļu kvalitāti iesmidzināšanas veidnē." Journal of Injection Molding Technology, sējums . 12, 2019. gads.